黄彦荣
61042319841022****
摘要：近年来，城市地下管线测量已成为数字城市、国家基础测绘任务等地理信息系统建设的重要组成部分，也是构建现今所倡导的智慧管线所不可或缺的基础数据，因此地下管线测量任务日渐趋多，虽然传统常规的测量技术也在不断改进，但是由于受距离约束、作业效率较低、作业周期较长等不利因素的限制，传统测绘技术已经难以满足高速发展的城市地下管线控制测量的需求。随着科学技术的飞速发展，特别是电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术发展与应用，以及测绘、探查技术本身的进步，为城市地下管线探测提供新的方法和手段，尤其是GPS技术的应用，对推动和加速城市地下管线探测普查工作具积极的意义。本文就RTK测量技术应用于地下管线测量实践进行分析和探讨。
关键词：RTK测量技术；地下管线信息系统；地下管线测量
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号
1 RTK的基本原理
(1)RTK定位技术：RTK（Real - time kinematic）就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站，流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，基准站和流动站的接收机同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号，基准站接收机所测得的三维位置与该点已知值进行比较，就可以获得GPS定位数据的改正值，据此来改正动态接收机所测得的实时位置。此时多项误差得到抵消，可以得到更为精确的动态用户位置。
(2)RTK的关键技术：初始整周模糊度的快速解算和数据链传输的高可靠性和强抗干扰性。整周模糊度的解算一方面依赖于GPS接收机对GPS卫星的连续跟踪，并保证跟踪的数目（一般不少于四颗）；另一方面要求接收机对外界的强抗干扰性，避免由于多路径效应引起的测量误差，这就对GPS接收机提出了较高的要求。要使RTK连续快速地获得固定解，就必须使RTK流动站连续、可靠、快速的接收到基准站发来的数据链信号，数据链传输的高可靠性和强抗干扰性主要受地形地势的影响。因此，为了接收到基准站播发的电磁波信号，要求基准站和流动站之间的天线必须满足“电磁波通视”——即电磁波能从基准站通过直射、绕射和反射等传播方式有效地到达流动站。
2 RTK技术应用地下管线测量实例
2.1选择合适的位置作为测量基点
以某地下管线测量工程为例，该地下管线工程使用RTK技术，施工企业在管线所在的区域内，设置多个测量基点。该工程处于城市的繁华地段，要求施工企业在短时间内完成地下管线的测量工作，施工企业根据工程实际情况，在使用RTK技术的同时，配合使用全站仪进行地下管线测量。在测量的准备阶段，施工企业在不同的位置设置测量基点，每个基点用于收集测量数据。在每个基点上设置数据接收装置，接收装置与GPS卫星连接，使接收装置具备信号发射功能，施工企业可以在控制点，实时获取每个基点的测量数据。在获取各个基点的测量数据后，将测量数据输入至计算机内，计算机会将测量数据转变为坐标，利用转换参数最终确定测量数据在空间中的坐标。
2.2采用行图根点方法进行观测
采用行图根点方式进行观测，需要施工企业使用RTK技术对相同的基点进行重复观测，重复观测的次数一般为2次，两次观测数据产生的误差，均应控制在±5cm范围内，符合规定的测量范围，才能进行下一个基点的行图根点观测。在行图根点观测过程中，如果点位出现失锁的情况，主要是根点附近的建筑物较为密集，传输信号出现波动情况，应调整接收装置的位置，重新进行固锁，才能继续进行行图根点观测。
2.3 RTK技术与其他测量技术进行精度对比
其他测量技术主要指GPS技术，将GPS技术与RTK技术的精度进行对比，主要对比内容为测量角度、边长以及高差。
通过实地测量，RTK技术获取的测量数据，其精度高于GPS技术。在边长测量过程中，RTK技术测量的边长为14条，产生的误差控制在±8毫米内，产生的极限误差控制±15毫米以内。在高差测量过程中，使用RTK技术测量的边长为14条，高程误差控制在±9毫米以内，产生的极限误差控制在±20毫米范围内。
2.4参数转换
在该地下管线工程测量过程中，RTK技术建立WGS-54或者WGS-84坐标系，其中GPS技术也可以建立WGS-84坐标系。使用RTK技术进行坐标转换过程中，会使用到多种坐标转换方法，包括坐标校正法、4参数法或者7参数法等。上述方法可以确定基点的已知坐标，将已知坐标输入至WGS-84坐标系内，可以校正基点坐标，校正坐标产生的差值，作为转换参数，按照相同的参数进行转换，可以将产生的差分量控制在0—3厘米范围内。
2.5使用RTK技术测量注意的事项
对地下管线进行测量时，施工企业应借助GPS技术确定管线所在的位置。GPS卫星在运动状态下，需要较多的卫星观测管线的位置。如果在自然环境较差的地区进行管线测量，会影响管线位置定位的精度。在自然环境较差的地区，使用RTK技术的同时，还应使用信号接收能力较高的设备，才能获取精准的测量数据。
3影响RTK技术测量精度的原因以及实施的处理措施
3.1影响RTK技术测量精度的原因
影响RTK技术技术测量精度的原因如下:第一，测量区域。如果测量区域条件较差，设立的基点数量较少，会使测量精度不断降低;第二，卫星信号较差。配合使用GPS技术确定管线的位置，如果GPS卫星运行到与管线夹角较小位置，此时流动站获取的信号较弱，产生的测量数据极不稳定，对获取的数据进行初始化处理，处理过程花费的时间较长，在较长的时间内，信号的强弱也会发生变化，对信号进行重新初始化处理后，数据精度受到严重的影响;第三，基点信息传递过程产生的影响。在动态系统控制下，基点与流动站传递信息过程中，主要是借助射频信号，如果射频信号受到电磁辐射的干扰，数据传递精度不断降低。
3.2 RTK技术精度控制措施
RTK技术精度控制措施如下:第一，将测量基点设置在较高的位置;第二，合理利用星历预报，使用强度因子较小的几何图形，采用多段时间的方法进行测量;第三，在每个基点的测量时间不断延长，使获得的数据通过固锁操作后，保证数据的精度符合使用标准;第四，将测量半径控制在10公里范围内，并在基点和流动站上架设定向天线，在测量区域内设置中继站，保证在较长的区域内测量数据更加精准;第五，在计算转换参数过程中，应保证各个基点的坐标产生的误差控制在合理的范围内，参照转换栏中H和V差值，如果计算产生的误差在对应的差值内，即可获取相应的转换参数;第六，提高数据控制以及输入精度。与传统的控制输入相比，RTK技术可以将产生的坐标数据，实时输入至移动设备中，避免由于人工操作引发的数据错误;第七，保证使用的流动站以及基点设有装置，电量保持在充足状态。
4结论
通过RTK测量技术在实际测量中的应用，可以得知它具有以下优势：
(1)RTK技术在管线测量中应用越来越广泛，通过RTK技术定位精度高、误差不累积、观测时间短、操作灵活方便，而且能实时提供测量点的三维坐标，在生产过程中大大地提高了生产效率、减轻了测量人员的劳动强度。
(2)随着GPS技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统CORS已成为城市GPS应用的发展热点之一；随着CORS系统的发展，RTK技术也更加成熟，其应用前景会更加广阔。
参考文献:
［1］王玉柱，王毅，刘善彬．网络RTK技术在地下管线测量中的应用［J］．矿山测量，2013(5):9-12．
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［3］蔡少辉，徐凤喜，王保国．RTK技术在城市地下管线测量中的应用［J］．江西测绘，2013(3):11-12．